一种电动马达/发电机，其包括：转子，其具有安装在转子的表面上的磁体，磁体面向在间隙对面的定子。磁体具有非常高的通量密度，而对于在高温下承受高的定子电流能力有限，优选地磁体由N48H材料制成。通过提供由冷却流体来使磁体温度降低的转子磁体冷却机构，允许使用具有较低最大工作温度和较高通量密度的磁体，并因此能够从该磁体获得较高的通量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种电动马达/发电机，其包括：转子，其具有安装在转子的表面上的磁体，磁体面向在间隙对面的定子。磁体具有非常高的通量密度，而对于在高温下承受高的定子电流能力有限，优选地磁体由N48H材料制成。通过提供由冷却流体来使磁体温度降低的转子磁体冷却机构，允许使用具有较低最大工作温度和较高通量密度的磁体，并因此能够从该磁体获得较高的通量。【专利说明】冷却式磁马达
本专利技术涉及冷却式电动马达和发电机。
技术介绍
具有永磁体转子的发电机和电动马达常由与定子热接触的液体进行冷却。大多数热量在定子铁磁极(iron stator pole)、定子绕组(stator winding)中产生并且较小程度地在转子磁体中产生。在多数情况下磁体在定子内侧的马达中心内。热量大部分在磁体和冷却罩(cooling mantle)之间的定子中产生，并且冷却在定子的外侧进行。因此磁体的温度是高的。磁体和绕组的温度以两种方式影响马达/发电机的损耗。在绕组中的铜的温度影响铜材料的电阻，因为电阻随着温度而增大。因此，对于给定的电流而言，较多的热量在热的绕组中产生。如果(通常是这种情况)来自绕组的热量使磁体的温度上升，那么磁通量将降低，这样对于给定的电流而言产生了更小的扭矩。这两个因素彼此加强。热的磁体将带来更低的磁场。为了维持同样的扭矩，必须使用更多的电流。这将导致绕组变得更热，其将增大绕组电阻，导致绕组变得甚至更热等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供用于待被冷却的转子磁体的机构(means)，以便允许使用具有较低最大工作温度和较高通量密度的磁体，并且由此从磁体获得较高的通量。本专利技术的另一个目的在于提供用于待被冷却的转子磁体的机构，以便从磁体获得较高的通量。本专利技术的另一个目的在于提供用于待被冷却的转子磁体的机构，以便降低磁体的退磁的危险。本专利技术的另一个目的在于提供对定子线圈和定子软铁部件的非常有效的冷却，以此降低来自这些部件的磁体的升温(heating)。为允许在马达间隙中使用内部冷却流体，必须处理流体膨胀。本专利技术的目的在于在没有增大马达尺寸的情况下，提供处理该流体膨胀的机构。场的减弱是允许马达高速运行的方法，而速度太高以致来自马达绕组的电动势(emf)接近或高于将电流输送(feed)至马达的逆变器系统中的干线电压(rail voltage)。已知的是，由于高的磁体应力和高的磁体温度的结合，这种操作模式导致磁体退磁的危险增大。本专利技术的目的在于为马达电流逆变器提供关于磁体温度的数据，使得控制器能够将马达电流限制至不会使磁体过应力(overstress)的值。根据本专利技术，提供了一种电动马达/发电机，其包括:转子，该转子具有安装在该转子的表面上的磁体，磁体面向在间隙对面的定子，磁体具有非常高的通量密度，而对于在高温下承受高的定子电流能力有限，优选地磁体由N48H材料制成；以及转子磁体冷却机构，其通过冷却流体来降低磁体的温度。通过提供由冷却流体来降低磁体温度的转子磁体冷却机构，允许使用具有较低最大工作温度和较高通量密度的磁体，并由此能够从磁体获得较高的通量。在优选的实施例中，转子磁体冷却机构包括迫使来自马达/发电机的外部的源的冷却流体经过由两个相邻的磁体、磁体承载软铁转子和磁体保持轮箍(bandage)组成的通道(channel)的机构，以此在磁体的两侧上直接对磁体进行冷却，并且经由软铁转子在磁体的第三侧上间接对磁体进行冷却。在优选的实施例中，电动马达/发电机适于容许所有冷却流体进入马达/发电机中，并且适于进一步将所有冷却流体通过路径引导至转子磁体通道，其中流体的升温被保持为低的，优选地低于4°C。在优选的实施例中，电动马达/发电机适于容许冷却流体进入马达/发电机中，并且适于进一步将一部分冷却流体通过路径引导至转子磁体通道，其中温度的升温被保持为低的，优选地低于4°C。在优选的实施例中，电动马达/发电机包括布置成与磁体紧密接触的至少一个温度换能器(temperature transducer),其中该温度换能器适于感测至少一个磁体的温度。在优选的实施例中，温度换能器被连接至信号传输单元，该信号传输单元适于传输与由温度换能器感测到的温度相对应的温度信号，其中温度信号通过下述从诸如转子盘的旋转部分传输至静止部分:例如马达壳体内侧的无线电线路(radio link)、蓝牙装置、使用了频率调制(frequency modulation)或感应稱合装置(inductive coupling device)的在转子上的一组LED和在马达机壳(motor chassis)上的一组光接收器。在优选的实施例中，磁体的冷却是借助于填充了转子磁体和定子之间的间隙的来自马达/发电机内部的源的冷却流体而实现的，以此降低了通过定子磁极(stator pole)和定子管从磁体到外部冷却流体的路径中的热阻(thermal resistance)。在优选的实施例中，借助于泵送装置使内部冷却流体从由外部冷却流体直接冷却的表面传输到在转子磁体和定子之间的间隙，磁体的冷却得到进一步的改善。在优选的实施例中，电动马达/发电机包括:在转子内侧的转子腔体；在马达腔体内侧的冷却流体和空气两者；以及在转子中的孔，这些孔允许马达内部的冷却流体进入并离开转子，其取决于由马达温度差引起的在冷却流体体积上的改变。在优选的实施例中，电动马达/发电机包括通风管(ventilation tube),该通风管在一端上具有至周围环境空气的自由通路，并且该通风管具有其在转子腔体内侧的另一端。在优选的实施例中，对转子腔体内侧的通风管口状物(mouthpiece)的位置以及冷却流体的体积以这样的方式进行选择:无论马达如何倾斜，冷却流体的表面都不会到达通风管的口状物。在优选的实施例中，对冷却流体的体积进行选择，使得当转子旋转时，在转子-定子间隙中总是存在流体，并且使得马达内侧的压力在任何温度下都是足够低的，以避免通过轴密封泄漏。在优选的实施例中，电动马达/发电机包括具有控制单元的控制系统，该控制单元适于通过插入一些定子线圈中的优选地为热敏电阻(thermistor)的至少一个传感器来获得关于定子线圈温度的数据，并且从放置在转子磁体中的一个上或放置成用热的方式(thermally)靠近转子磁体中的一个的至少一个传感器来获得关于磁体温度的数据,该控制单元能够通过控制冷却液流体泵和/或散热器来调整冷却流体温度或流量，以便影响定子线圈和磁体的温度。在优选的实施例中，电动马达/发电机包括具有控制单元的控制系统，该控制单元通过开关来控制到达定子线圈的电流，并且适于从放置在转子磁体中的一个上或放置成用热的方式靠近转子磁体中的一个的至少一个传感器来获得关于磁体温度的数据，该控制单元将到达定子线圈的电流限制至在实际磁体温度下将不会导致磁体的不能改变的消磁的值。【专利附图】【附图说明】现在通过实例的方式参考附图对本专利技术进行描述，在其中: 图1至图11示出了具有通过外部冷却液流体来对转子和定子部件进行冷却的系统，该外部冷却液流体在马达/发电机中被加热并且在马达的外侧被冷却，在这些图中: 图1示出了在图2中示出的马达或发电机的截面。图2示出了具有永磁体转子的马达或发电机，该马达或发电机布置成以冷却流体将转子磁体冷却本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：L斯特里德斯伯格，
申请(专利权)人：斯特里兹伯格创新公司，
类型：
国别省市：
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